Мозъчните синхронизират области, на които трябва да се обърне внимание
Ново изследване установи, че мозъкът изглежда синхронизира дейността на различни региони, което дава възможност на човек да обърне внимание или да се концентрира върху дадена задача.
Според учени от Медицинското училище във Вашингтон в Сейнт Луис процесът е подобен на настройването на няколко уоки-токита с еднаква честота, за да се установят ясни канали за комуникация.
„Смятаме, че мозъкът не само насочва регионите, които улесняват вниманието, но също така гарантира, че тези региони имат отворени линии за взаимно повикване“, каза първият автор Ейми Дайч, студент, изследовател.
Изследователите отбелязват, че хората, които страдат от мозъчни наранявания или инсулти, често имат проблеми с обръщането на внимание и концентрацията.
„Дефицитът на внимание при мозъчно увреждане се смята за загуба на ресурсите, необходими за концентриране върху дадена задача“, каза старшият автор Маурицио Корбета, доктор по медицина, професор по неврология Норман Дж. Ступ.
"Това проучване обаче показва, че временното подреждане на отговорите в различни мозъчни области също е много важен механизъм, който допринася за вниманието и може да бъде нарушен от мозъчно увреждане."
За да анализират мозъчните промени, свързани с вниманието, учените използваха решетки от електроди, временно имплантирани в мозъка на пациенти с епилепсия. Съвместният автор Ерик Лойхард, доктор по медицина, доцент по неврохирургия и биоинженерство, използва решетките за картографиране за хирургично отстраняване на мозъчна тъкан, която допринася за неконтролируеми припадъци.
Решетките също позволяват на лабораторията на Лойтард да изучава човешката мозъчна активност на ниво детайлност, недостъпно по друг метод, отбелязват изследователите.
Обикновено те изследват вниманието с помощта на ядрено-магнитен резонанс (ЯМР), който може да открие промени в мозъчната активност, които се случват на всеки две до три секунди. Но с изградените решетки, учените могат да изучават промените, които се случват за милисекунди.
Преди имплантирането на решетките, изследователите сканираха мозъка на седем пациенти с епилепсия, използвайки ЯМР за картографиране на региони, за които е известно, че допринасят за вниманието. С поставените решетки след това те наблюдават мозъчните клетки, докато пациентите наблюдават за визуални цели, насочвайки вниманието си към различни места на екрана на компютъра, без да мърдат очите си. Когато пациентите видяха целите, те натиснаха бутон, за да уведомят учените, че са ги виждали.
„Анализирахме мозъчните трептения, които отразяват колебанията в възбудимостта на локален мозъчен регион - с други думи, колко трудно или лесно е невронът да реагира на входа“, каза Дайч. „Ако областите на мозъка, участващи в откриването на стимул, са с максимална възбудимост, ще е много по-вероятно да забележите стимула.“
Възбудимостта редовно се повишава и спада в клетките, изграждащи даден мозъчен регион, обясниха изследователите. Но тези трептения обикновено не са съобразени между различните мозъчни региони.
Резултатите от проучването показват, че докато пациентите насочват вниманието си, мозъчните области, най-важни за обръщането на внимание на зрителните стимули, коригират своите цикли на възбудимост, което ги кара да започват да удрят върховете на своите цикли едновременно. Според регионите, които не участват в вниманието, циклите на възбудимост не се променят.
„Ако циклите на два мозъчни региона не са подредени, шансовете сигнал от един регион да премине в друг регион са намалени“, каза Корбета.
Daitch, Corbetta и Leuthardt сега разследват дали познаването не само на местоположението, но и на темпото на задачата позволява на участниците да приведат по-бързо възбудимостта на своите мозъчни области.
Изследването е публикувано в Известия на Националната академия на науките.
Източник: Медицинско училище във Вашингтонския университет
